固溶温度对29Cr铸造超级双相不锈钢组织和性能的影响

用常规中频炉制备了29Cr超级双相不锈钢,通过OM、SEM、EDS、XRD和电化学工作站研究了固溶温度对29Cr铸造超级双相不锈钢组织和性能的影响。试验结果表明:在1 050～1 150℃内对29Cr铸造超级双相不锈钢进行固溶处理时,Cr在铁素体与奥氏体两相中的分配系数(KCr)对材料性能的影响起主导作用,随固溶温度升高,KCr先上升后下降,Cr的分配系数越小强度越高,但耐蚀性越差;在1 100℃固溶处理时,其强度及塑性达到最大值,分别为825 MPa和35%,而腐蚀电流密度为0.603μA.cm-2,耐蚀性最差。

氮含量对29Cr铸造超级双相不锈钢深冷组织和性能的影响

采用金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、环境扫描电子显微镜(ESEM)、万能材料试验机、洛氏硬度计和电化学极化曲线研究了氮含量对经深冷处理的29Cr铸造超级双相不锈钢金相组织、力学性能和耐蚀性的影响。结果表明,深冷处理后,含氮量与奥氏体(γ)之间的关系为(γ)=99.4×w(N)+6.158 8;氮含量越高,试样的抗拉强度和延伸率越大;氮含量的提高可降低材料在人工海水中的腐蚀电流密度,提高耐蚀性。

时效处理对超级双相不锈钢00Cr29Ni6Mo2N组织和耐点蚀性的影响

采用扫描电镜和X射线能谱仪研究了00Cr29Ni6Mo2N超级双相不锈钢1080℃30 min固溶+650~1000℃ 60 min时效后的显微组织。试验结果表明,在奥氏体和铁素体相界面上析出了Cr_(2)N和σ相两种析出相,同时发现少量的Cr_(2)N在铁素体相内。Cr_(2)N析出优先于σ相,增加时效温度和时间对Cr_(2)N的析出量没有显著影响,但σ相含量随着时效温度的升高先增加后减少,850 ℃时效σ-相面积百分含量最大,达5.8%,同时在给定时效温度下随时效时间增加σ-相含量增加。Cr_(2)N和σ相的析出均降低了00Cr29Ni6Mo2N超级双相不锈钢的耐点蚀性能。

固溶温度对超级双相不锈钢00Cr25Ni7Mo4N组织和性能的影响

试验和测试了900-1 300℃固溶处理时双相不锈钢00Cr25Ni7Mo4N的相组成、冲击能AKV和硬度(HRC)值。试验结果表明,在900-1 020℃固溶处理时,双相不锈钢中有16．97％-3．22％σ相析出,使钢的冲击能AKV值从1 040-1 250℃处理的224～280 J降至3～44 J。该双相不锈钢的热加工温度应大于1 040℃,其最佳固溶处理温度为1 040～1 100℃。

00Cr25Ni7Mo4N超级双相不锈钢

介绍了00Cr25Ni7Mo4N超级双相不锈钢的化学成分及重点元素的作用,给出了00Cr25Ni7Mo4N超级双相不锈钢的物理性能、力学性能、耐蚀性能,给出了00Cr25Ni7Mo4N超级双相不锈钢的显微组织,叙述了该钢的热处理工艺、冷热加工工艺、焊接工艺,列出了该钢的适用技术条件、产品形状及用途,介绍了国内该钢近年来的一些研究情况。

高锰氮Cr25超级双相不锈钢热加工工艺研究

通过Gleeble-3800热模试验机对真空感应熔炼的00Cr25Ni2Mo3Mn10N0.5超级双相不锈钢的铸态样品进行了高温拉伸实验。结果表明,00Cr25Ni2Mo3Mn10N0.5超级双相不锈钢的变形抗力随变形温度升高而减小,随应变速率增加而增加。变形温度1 000℃以下,因σ相析出,热加工性能较差,高于1 200℃时因奥氏体/铁素体界面出现锯齿状形态,热加工性能变差。00Cr25Ni2Mo3Mn10N0.5超级双相不锈钢在1 000～1 200℃范围内具有较佳的热加工性能。

铈对超级双相不锈钢00Cr25Ni7Mo4N热加工性能的影响

通过Gleeble-1500D热模拟试验机对0～0.034%Ce的超级双相不锈钢00Cr25Ni7Mo4N(%:0.016～0.020C、24.50～24.72Cr、7.06～7.18Ni、3.61～3.73Mo、0.26～0.27N)进行了950～1 200℃、应变速率5×10-3s-1的热拉伸和变形量60%、应变速率1×10~0s^(-1)的热压缩试验。结果表明,适量铈的加入能提高00Cr25Ni7Mo4N钢的热塑性,铈含量为0.012%时有最好的热塑性;铈含量为0.021%以上时,该钢的峰值应力低于未加稀土钢;铈的加入有助于钢提前达到稳态流变阶段。

钨含量对新型高铬锰氮双相不锈钢Cr29Mn12Ni2N0.6Wx组织和性能的影响

研究了钨含量对新型高铬锰氮双相不锈钢Cr29Mn12Ni2N0.6Wx（x=1,2,3）显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明：Cr29Mn12Ni2N0.6Wx不锈钢固溶处理后具有典型的铁素体＋奥氏体双相组织,铁素体含量在45%~60%范围内;随着钨含量的增加,合金中σ相的析出倾向增强,铁素体含量增加,合金的耐腐蚀性能降低,屈服强度和抗拉强度升高;经1 050℃固溶处理30 min后,该系列双相不锈钢中不再有σ相析出,其屈服强度大于650 MPa,抗拉强度大于900 MPa,断后伸长率大于30%,作为高强度资源节约型超级双相不锈钢具有潜在应用前景。

典型Cr-Ni-Mo-N高合金双相不锈钢热加工性能研究

试验钢的典型高合金双相不锈钢S32707(022Cr27Ni7Mo5N)、S32750(022Cr25Ni7Mo4N)、S32205(022Cr23Ni5Mo3N)、S31803(022Cr22Ni5Mo3N)在生产坯料上取样,采取了不同的热处理、热加工和热穿孔以及调整化学成分等方法,研究了组织及工艺对其热加工性能的影响。结果表明:两相比例和σ相的析出情况与热穿孔温度和冷变形的中间退火密切相关,S32707钢的二次相的析出速度和析出量远超过S32750、S32205及S31803双相不锈钢。对S32707双相不锈钢需适当降低Cr(Cr≤27%)、N(N≤0.4%)含量,提高Mo(4%~5%Mo)含量,合理控制加热速度(2~2.5℃/min)及终轧(锻)温度(≥1060℃),并注意回炉加热和圆管坯中心钻孔的影响,可提高热加工塑性,防止开裂。

N含量对29Cr铸造超级双相不锈钢组织及性能的影响

制备了含N量分别为0.11%,0.26%和0.42%的29Cr铸造超级双相不锈钢,利用XRD,SEM,EDS,电化学工作站和XPS研究了含N量对双相不锈钢显微组织、力学性能和耐蚀性的影响.结果表明:N能增加双相不锈钢中奥氏体含量,并且有φ(γ)=60×ω(N)+21.97的线性关系;由于N具有固溶强化和降低(Mn,Cr)S夹杂粒子的作用,能有效提高材料的抗拉强度和延伸率,两者与含N量的关系分别为σ_b=318.33×ω(N)+626.3和δ=60×ω(N)+10.83.在海水腐蚀过程中,铁素体优先腐蚀.N使Cr的分布均匀化,并参与腐蚀反应生成NH_4^+和NO_3^-,促进钝化膜的再钝化;Mo可以生成MoO_4^(2-).提高钝化膜的稳定性,增强耐蚀性.钢中含N量越高,腐蚀电流密度越低,耐蚀性越好.

29Cr超级双相不锈铸钢表面腐蚀XPS分析

用X射线光电子能谱(XPS)技术研究29Cr超级双相不锈铸钢在人工海水中经电化学极化后表面腐蚀产物.结果表明,材料的腐蚀是以点蚀为主的局部腐蚀;MoO_4^(2-),NH_4^+和少量NO_3^-吸附在钝化膜表面,从而提升钝化膜的保护作用.材料在人工海水中极化后的钝化膜表层主要由氢氧化物Cr(OH)_3,FeOOH等和氧化物Cr_2O_3,Fe_3O_4,FeO,Fe_2O_3,MoO_2,MoO_3,NiO等组成;在膜的里层有大量的金属单质Fe,Cr,Ni,Mo等和氧化物Cr_2O_3,Fe_3O_4,FeO,MoO_2,NiO等及金属氮化物Cr_2N等;在钝化过程中,Cr_2N向钝化膜表面富集,有利于提高钝化膜的抗点蚀能力.

超级双相不锈钢00Cr25Ni7Mo4N中χ相时效析出的研究

研究了00Cr25Ni7Mo4N超级双相不锈钢在600～1 000℃不同温度时效以及920℃和830℃等温时效过程中的χ相析出规律,利用扫描电镜的背散射电子探测器观察了χ相的析出数量和分布,采用透射电镜和X射线能谱仪分析了χ相的结构和成分。结果表明,χ相的析出温度范围在750～920℃之间,其峰值温度约为830℃。相比σ相,χ相析出数量较少,主要分布在α/γ相界和α/α晶界。从等温时效过程看,00Cr25Ni7Mo4N钢中χ相的析出经历了孕育、快速析出、达到饱和以及逐渐转变为σ相的系列过程,表明χ相是一种亚稳相,随着时效时间的延长,χ相会转变为σ相。

超级双相不锈钢022Cr25Ni7Mo4N热穿孔和冷加工生产

在AOD冶炼的热轧Ф65mm圆管坯上切取试样，通过不同加热温度、保温时间、冷却速度及重复加热等工艺与钢中两相比例及σ相析出特点之间关系及其对性能影响的试验研究表明：铁索体含量随加热温度的提高而增加，盯相析出的敏感温度区为850～900℃，σ相完全溶解温度为1010℃，结合热穿孔的特点，其圆管坯热穿孔的加热温度应控制在1080～1180℃的范围内，为避免加热过程中产生裂纹的可能，在σ相析出的温度区内，应避免重复加热或长时间保温，圆管坯因故需从炉内取出，应加热至σ相完全溶解温度，取出后即刻水淬。热穿孔后的荒管经合适的中间退火，固溶处理和冷加工后，成品无缝钢管的各项性能满足相关标准要求。

“热挤压+冷轧”制造022Cr25Ni7Mo4N无缝钢管的工艺技术研究

超级双相不锈钢022Cr25Ni7Mo4N无缝钢管长期依赖进口,为实现此类钢管国产化的目标,浙江久立特材科技股份有限公司开发出"热挤压+冷轧"工艺技术,并对该产品的热加工、冷加工、固溶热处理工艺进行了研究。经过多年努力,生产出各项性能均符合相关技术要求的022Cr25Ni7Mo4N无缝钢管,在国产化方面迈出了成功的一步。

几种典型双相不锈钢组织及性能特点及其对加工过程的影响

本文选择几种典型的双相不锈钢:S32707、S32750、S32205、S31803,在其工件上取样,采取了不同的热处理、热加工和热穿孔以及适当调整化学成分等试验方法,比较和研究了组织和性能特点及其对加工过程的影响。结果表明:两相比例和σ相的析出情况与热穿孔温度和冷变形的退火、固溶处理温度密切相关,S32707的二次相的析出速度和析出量远超于其他双相不锈钢。适当降低Cr、N含量,提高Mo含量,合理控制加热速度,终乳(锻)温度,并注意回炉加热和圆管坯中心钻孔的影响,可提高热加工塑性,防止开裂。试验中的S32707成品无缝管满足相关标准的要求。

典型高合金双相不锈钢S32707、S32750、S32205、S31803热加工性能研究

本文选择几种典型的高合金双相不锈钢:S32707、S32750、S32205、S31803,在大生产坯料上取样,采取了不同的热处理、热加工和热穿孔以及调整化学成分等方法,研究了组织及工艺对其热加工性能的影响。结果表明:两相比例和σ相的析出情况与热穿孔温度和冷变形的中间退火密切相关,S32707的二次相的析出速度和析出量远超于S32750.S32205及S31803双相不锈钢。对S32707需适当降低Cr(≤27%),N(≤0.4%)含量,提高Mo(4%~5%)含量,合理控制加热速度(2℃~2.5℃/min)及终轧(锻)温度(≥1060℃),并注意回炉加热和圆管坯中心钻孔的影响,可提高热加工塑性,防止开裂。

钨含量及固溶温度对022Cr25Ni7Mo3.5WCuN钢耐腐蚀性能的影响

研究了钨含量及固溶温度对超级双相不锈钢022Cr25Ni7Mo3.5WCuN耐点腐蚀性能的影响。通过化学浸泡失重法和电化学极化曲线法,测试了超级双相不锈钢022Cr25Ni7Mo3.5WCuN耐点腐蚀性能,并运用Thermo-Calc热力学计算辅助分析。结果表明,固溶温度对超级双相不锈钢022Cr25Ni7Mo3.5WCuN耐点腐蚀性能影响效果显著,在1 100℃时,022Cr25Ni7Mo3.5WCuN的耐腐蚀性能达到最佳;在理想的固溶条件下,钨元素有助于钝化膜的形成,钨含量的增加使得022Cr25Ni7Mo3.5WCuN的耐腐蚀性能增强,在钨质量分数为1.5%时,022Cr25Ni7Mo3.5WCuN获得最佳耐腐蚀性能,若钨含量继续增加,打破了α和γ两相的平衡,则耐蚀性能降低。

W含量对00Cr25Ni7Mo3.5WCuN钢力学性能的影响

测试了超级双相不锈钢00Cr25Ni7Mo3.5WCu N(UNS32760)室温拉伸性能和冲击性能,运用Thermo-Calc热力学软件计算了相比例及元素分布,研究了W含量对00Cr25Ni7Mo3.5WCu N钢力学性能的影响。结果表明,W的增加使得该钢中σ相的完全固溶温度升高;当温度达950~1000℃时,钢中析出σ相导致冲击性能显著降低,强度提高。高于1000℃时,00Cr25Ni7Mo3.5WCu N钢中σ相完全溶解,此时随着W含量增加,材料强度提高,每1%W的增量会提高30 MPa屈服强度和25~30 MPa抗拉强度。

022Cr25Ni7Mo4N的热穿孔和冷加工工艺

通过在AOD冶炼的热轧（直径65mm）圆管022Cr25Ni7Mo4N钢坯上切取试样,研究不同的热穿孔和冷加工工艺参数对钢中两相（铁素体和奥氏体）的比例、σ相析出和溶解特点及对钢性能的影响。结果表明：σ相析出的敏感温度区为850-900℃,σ相完全溶解温度为1 010℃。结合热穿孔的特点,圆管坯热穿孔的加热温度为1 080-1 180℃。为避免加热过程中产生裂纹的可能,在σ相析出的温度区内,应避免重复加热或长时间保温。采用合适的热穿孔和冷加工工艺后,无缝钢管成品满足相关标准的要求。